Easy separation dual-function Cu2O@LDH@Fe3O4 adsorbent for the removal of Cr(VI) under dark conditions: Experimental and mechanistic study

吸附 化学 化学吸附 X射线光电子能谱 层状双氢氧化物 密度泛函理论 纳米颗粒 无机化学 离子 核化学 化学工程 物理化学 材料科学 纳米技术 计算化学 有机化学 工程类
作者
Xianyong Hong,Chao Ding,Mingxing Shi,Zhoutian Ding,Ping Du,Mingzhu Xia,Fengyun Wang
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier]
卷期号:332: 125734-125734 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2023.125734
摘要

Designing a magnetic adsorbent material that is both reducible and has strong adsorption properties is significant in reducing Cr(VI) ion pollution. Herein, a 3D multifunctional composite adsorbent for Cr(VI) ions was obtained by using Fe3O4 surface-arrayed magnesium iron layered double hydroxides (Mg/Fe-LDH) micro sheets as a substrate with in situ growth of Cu2O nanoparticles (Cu2O NPs) on their surfaces. Under dark conditions, adsorption capacity of the Cu2O@LDH@Fe3O4 for Cr(VI) was up to 218.82 mg·g−1, surpassing that of Cu2O, Mg/Fe-LDH@Fe3O4, and Mg/Fe-LDH by factors of 1.39, 4.41, and 8.32 respectively. Surprisingly, the removal of Cr(VI) was as high as 76.16 % by the Cu2O@LDH@Fe3O4 (Cinitial = 200 mg/L, pH = 3). Kinetic, isotherm, and thermodynamic results reveal that the removal of Cr(VI) by the Cu2O@LDH@Fe3O4 is consistent with the pseudo-second-order kinetic model of spontaneous monomolecular layer chemisorption. Density functional theory (DFT) calculations show that HCrO4- has a lower energy band gap and is more easily reduced by Cu2O. Therefore, the reason for the adsorbent having more removal effect under acidic conditions was revealed. The XPS and FT-IR experimental mechanism analysis results indicated that Cr(VI) is immobilized on the Cu2O@LDH@Fe3O4 surface through electrostatic interactions, followed by reduction to Cr(III) by Cu2O NPs, which is subsequently adsorbed on the surface of the Cu2O@LDH@Fe3O4. This novel adsorbent structure and unique Cr(VI) removal mechanism provide new ideas for the design of future adsorbents.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wanci应助Evander采纳,获得10
刚刚
1秒前
过时的明杰完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
果ghj发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
Jasper应助纪鹏飞采纳,获得10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
沉默的夏天完成签到,获得积分10
5秒前
4123658完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
姜月发布了新的文献求助10
6秒前
旦皋发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
英俊的铭应助tangnan采纳,获得10
7秒前
菲林关注了科研通微信公众号
9秒前
扬帆远航应助桑榆非晚采纳,获得10
10秒前
淡然完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.1应助4123658采纳,获得10
11秒前
hui发布了新的文献求助10
12秒前
Evander发布了新的文献求助10
12秒前
王琰发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
半山完成签到,获得积分10
15秒前
在水一方应助研零小白采纳,获得10
15秒前
卷心小菜狗完成签到,获得积分10
15秒前
迅速的代桃完成签到,获得积分10
16秒前
gstaihn发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
王琰完成签到,获得积分20
18秒前
YiqingGu完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
Evander完成签到,获得积分10
20秒前
wxy关闭了wxy文献求助
21秒前
21秒前
姜月完成签到,获得积分10
22秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5736632
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5367001
关于积分的说明 15333469
捐赠科研通 4880391
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2622848
邀请新用户注册赠送积分活动 1571730
关于科研通互助平台的介绍 1528573